徐保國, 張 慜*, 祝銀銀, 朱鋮培
(1.食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江南大學(xué),江蘇 無錫214122;2.江蘇大豐鹽土大地農(nóng)業(yè)科技有限公司,江蘇 鹽城224100)
植物油不僅廣泛應(yīng)用于食用油領(lǐng)域,同時也作為其他一些產(chǎn)品的原材料,其中包括燃料,化妝品,高壓潤滑油和醇酸樹脂等等[1]。近年來,人類對植物油脂的需求不斷增長,因此開發(fā)研究新型植物油成為了各個領(lǐng)域科學(xué)家的研究熱點(diǎn)。
海蘆筍又名海蓬子,屬于藜科(Chenopodiaceae)、鹽角草屬(Salicornia),有比吉洛氏海蘆筍 (Salicornia bigelovii Torr.)和歐洲海蘆筍(Sailcornia Europaea L.)等品種[2]。 在中國江蘇,海南,寧夏,甘肅,遼寧,陜西和山西等省區(qū)均有分布。
有關(guān)海蘆筍的文獻(xiàn)報(bào)道很多,竹文禮[3]等通過單因素正交試驗(yàn)得出了脫水海蘆筍的最佳護(hù)色工藝;阮宏偉[4]等通過研究分別得出了海蘆筍最佳的脫鹽工藝和最優(yōu)油炸工藝。但對海蘆筍籽油性質(zhì)及其應(yīng)用的綜合研究目前還未見報(bào)道,并且長期以來海水蔬菜籽一直未能被充分利用。因此,研究海水蔬菜籽油脂肪酸組成以及其他一些性質(zhì),對實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有經(jīng)濟(jì)和社會價值,解決海水蔬菜籽造成環(huán)境污染問題,緩解國內(nèi)食用植物油匱乏的壓力,促進(jìn)海水蔬菜產(chǎn)業(yè)高效、健康發(fā)展的問題有著重要意義。
實(shí)驗(yàn)原料海蘆筍的菜籽來自江蘇鹽城,要求無雜質(zhì)、無霉變等現(xiàn)象。
高效液相色譜儀:美國Waters公司產(chǎn)品;氧化穩(wěn)定測試儀Rancimat 743:瑞士萬通產(chǎn)品;DSC:DSC-Q200,Waters儀器公司產(chǎn)品;GC-MS:美國菲尼根公司產(chǎn)品;分光光度計(jì):UV2600,上海天美有限公司產(chǎn)品。
1.3.1 菜籽油的提取 將海蘆筍的菜籽用粉碎機(jī)粉碎,105℃烘1 h,按物料和溶劑 (正己烷)1 g∶5 mL的比例[5],將物料和溶劑放入超聲波振蕩器中,在200 V的條件下,超聲提取1 h,然后離心過濾,再合并提取液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上進(jìn)行減壓溶劑回收,至干。
1.3.2 樣品油理化指標(biāo)測定方法 制備樣品:GB/T 15687-1995;蛋 白 質(zhì):GB 5009.5-2010;碘價:GB/T 5532-1995;皂 化 價:GB/T 5534-1995;酸值:GB/T 5530-2005;過氧化值:GB/T 5538-2005;不皂化物:GB/T 5535.1-2008;碳水化合物:計(jì)算方法按照Al-Hooti,Sidhu[6]和 Barminas[7]。
1.3.3 光譜分析 K值的測定 稱取海蘆筍籽油0.25 g溶解在異辛烷中,并定容至25 mL。然后分別測定232 nm和 268 nm處的吸光值[8]。
3種紫外光譜掃描 分別配置體積分?jǐn)?shù)0.1%,1%,10%的油樣 (溶解在正己烷中),然后分別在200~290 nm,290~400 nm,400~800 nm 范圍內(nèi)進(jìn)行波長掃描。
1.3.4 Rancimat加速氧化實(shí)驗(yàn) 打開Rancimat測試儀,將溫度升至實(shí)驗(yàn)所需,稱取3.0 g油脂樣品于規(guī)定的反應(yīng)管中。在每只與反應(yīng)管相連的吸收瓶中加入500 mL超純水,調(diào)節(jié)空氣流量至20 L/h,同時開始記錄。實(shí)驗(yàn)曲線采用儀器自動積分分析,以誘導(dǎo)時間突變點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)。
1.3.5 熱性質(zhì) 采用差示量熱掃描儀對海蘆筍籽油進(jìn)行熱分析。儀器采用銦校正(熔點(diǎn)=156.59℃,焓=28.5 J/g),稱取5 mg油放在特制的鋁鍋中,用另一空的鋁鍋?zhàn)鳛閰⒈?。將兩只鍋放在儀器指定的位置,在-70℃下保持2 min,以5℃/min的速率升溫至70℃,保持1 min;然后再以相同的速率降溫至-70℃。過程中氮?dú)饬髁繛?0 mL/min。
1.3.6 脂肪酸組成分析(GC-MS)
1)甲酯化 取油3滴,加2 mL 0.5 mol/L的NaOH-CH3OH溶液于65℃的水浴皂化30 min,間隔攪拌振蕩,升溫至70℃,加入2 mL三氟化硼-甲醇(1∶3)溶液,酯化 3~5 min 的時間,加入 2 mL 的正己烷,振蕩提取脂肪酸甲酯,靜置分層,加飽和NaCl溶液至瓶頸。取上層溶液0.5 μL進(jìn)樣。
2)氣相色譜條件 DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),以0.8 mL/min的恒定流速的氦氣作為載氣,采用分流進(jìn)樣,流速為10 mL/min。柱子的起始溫度180℃保持1 min,以5℃/min的速率升溫至230℃保持10 min。
3)質(zhì)譜條件 EI+電子源,電子能量70 eV,發(fā)射電流200 μA,探測器電壓為350 V,離子源溫度為200℃,界面溫度為250℃,掃描范圍為33~450 m/z。數(shù)據(jù)采集和處理采用Xcalibur 1.1軟件。
1.3.7 VE的檢測方法 采用高效液相色譜法測定[9]。準(zhǔn)確稱取0.5 g左右油樣于棕色容量瓶中,加入正己烷溶解油樣,超聲定容至10 mL,再離心后取10 μL進(jìn)樣。色譜系統(tǒng):Waters 2996二極管陣列檢測器(PAD);色譜柱,硅膠柱(Waters Spherisorb Silica,50×4.6mm,5 μm);流動相,V(正己烷)∶V(異丙醇)=98.5∶1.5;流量0.8 mL/min;柱溫,35℃,檢測波長295 nm。根據(jù)標(biāo)樣的保留時間定性,單點(diǎn)校正定量。
由表1可以看出,海蘆筍籽含油率達(dá)到26.01%,是一種含油率相對比較高的菜籽。水分、灰分、蛋白質(zhì)、以及碳水化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10.03%,7.62%,3.32% 和53.02%。海蘆筍種籽中富含碳水化合物,且含有一定量的蛋白質(zhì)。
籽油在232 nm處的吸光值與油中的初級氧化產(chǎn)物有著密切的聯(lián)系,可以直接反映出油中氫過氧化物的含量的高低[10-11]。油脂在268 nm處的吸光值的高低能反映出油中次級氧化產(chǎn)物的含量[12]。海蘆筍籽油在232 nm波長下的吸光值偏低,為1.93,說明此油中含有少量的氫過氧化物。以及在268 nm處的低吸收值,說明該油中含有極少量的二級氧化產(chǎn)物。
該籽油的氧化穩(wěn)定值為3.30 h,相比于橄欖油(接近8 h)[13],能得出海蘆筍籽油較橄欖油更易被氧化,這可能的原因是海蘆筍籽油中含較高的亞油酸(64%),而橄欖油中的主要不飽和脂肪酸為油酸(75%左右),亞油酸含有雙鍵,更易被氧化分解;另上述,油中少量氫過氧化物和次級氧化產(chǎn)物的存在也是導(dǎo)致氧化穩(wěn)定值偏低的重要原因。
籽油的碘值為133 g/hg,該碘值較一般的菜籽油偏高,這是由于海蘆筍籽油的高壓油酸含量所致。研究表明,高碘值的植物油適合作為食用油。海蘆筍毛油的顏色偏深,酸值為8.85 mg/g,相比其他毛油的酸值,海蘆筍毛油的酸值偏高,可能是由于海蘆筍毛油中含有一定量的有機(jī)酸。
由圖1可以看出, 在UV-A (320~400 nm)和UV-B(290~320 nm)范圍內(nèi),海蘆筍籽油顯示出一定的吸收,這說明,該籽油可以對UV-A和UV-B兩種紫外線有一定的防護(hù)作用。UV-C(100~290 nm)一般都被臭氧層吸收,只有極少量能照射到地球。而此種油在UV-C范圍內(nèi)也顯現(xiàn)出一定的吸收。這就說明海蘆筍籽油可以應(yīng)用于化妝品行業(yè),以防護(hù)紫外線照射。另外400~470 nm范圍內(nèi),有很多吸收峰,證明籽油中可能含有β-胡蘿卜素,有待進(jìn)一步測試證明。另外,在650~690 nm范圍內(nèi),也存在著非常明顯的吸收峰,這間接反映了海蘆筍籽油中含有相對較高的葉綠素。
表1 海蘆筍菜籽和籽油的分析Table 1 Analysis of the Salicornia bigelovii Torr.seeds and seed oil
圖1 海蘆筍籽油的紫外一可見光譜掃描Fig.1 Ultra violet visible spectra of oils from Salicornia bigelovii Torr.seeds.
在DSC曲線中,吸熱或放熱過程會顯示出一個峰值,并且這個峰面積分別正比于體系獲得和失去的焓值[14]。圖2曲線可以得出,此油的熔點(diǎn)非常低,為-33.62℃。Nehdi[14]研究了Albizia julibrissin和Washingtonia filifera植物籽油的熱性質(zhì),熔點(diǎn)分別為為-14.70℃和3.71℃。與海蘆筍籽油比較,熔點(diǎn)要高出很多。出現(xiàn)這種情況,大部分原因在于籽油的組成不一樣,海蘆筍籽油的不飽和度高,且甘三酯的構(gòu)成也在一定程度上影響著籽油的熔點(diǎn)。
圖2 海蘆筍籽油的DSC曲線Fig.2 DSC profile of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
國內(nèi)菜籽油中的主要組分是芥酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%~50%。試驗(yàn)證明,大量攝入高芥酸油脂,可造成動物心肌中脂肪積累且大部分為芥酸組成的甘油三酯,最后出現(xiàn)心肌單核細(xì)胞浸潤導(dǎo)致心肌纖維化,也可導(dǎo)致肝硬化,影響動物的生長。圖3為海蘆筍籽油脂肪酸組成的氣相色譜圖。圖中已標(biāo)出海蘆筍籽油主要的脂肪酸依次為亞油酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸。然后使用Xcalibur 1.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,得出海蘆筍中各脂肪酸的具體組成。表2顯示,海蘆筍籽油中并未含有芥酸,并且主要成分為亞油酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64.02%。研究表明,亞油酸對冠心病和癌癥的預(yù)防,起到積極的作用[15]。油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.99%,油酸有助于人類神經(jīng)細(xì)胞的組建,并對心腦血管疾病有積極的預(yù)防作用[16]。并且海蘆筍的不飽和脂肪酸的含量相對較高,占總脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的84.98%,說明海蘆筍籽油具有很高的營養(yǎng)價值。
籽油中高P/S(多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸)值有利于降低人類患血清膽固醇和動脈粥樣硬化、預(yù)防心臟病等風(fēng)險[17]。海蘆筍籽油的P/S值為4.50,相對比較高,間接證明海蘆筍籽油具有一定的功能性作用。
圖2 海蘆筍籽油的DSC曲線Fig.2 DSC profile of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
表2 海蘆筍籽油的脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
油脂中維生素E的存在無論在營養(yǎng)方面,還是在保存方面,都對油脂的質(zhì)量起著積極的作用。研究表明α-生育酚具有很高的生物活性,并可作為油脂中的天然抗氧化劑。海蘆筍籽油中的α-生育酚含量為28.05 mg/hg(表3),相對于亞麻籽油,葵花籽油,均高出很多[18]。
表3 海蘆筍籽油維生素E組成Table 3 Tocol composition of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
海蘆筍種籽的含油率較高,并且油中不飽和脂肪酸含量很高,尤其是亞油酸。海蘆筍籽油中,高α-生育酚含量,提高了籽油的營養(yǎng)價值,并可以有效地延長其儲藏期。在200~800 nm范圍內(nèi)的紫外光吸收特征表明該籽油具有防護(hù)紫外線能力,因此它可以應(yīng)用于化妝品行業(yè)。酸價、碘值、過氧化值和皂化值等指標(biāo)表明海蘆筍籽油是一種很好的食用油資源??傊LJ筍是一種很有價值的作物,其籽油可以運(yùn)用于化妝品、制藥和食品等領(lǐng)域。
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